в герметичном сосуде находится лёд массой М= 10 кг при температуре t= -50°C .В сосуд впускают стоградусный пар, в результате чего в нём оказывается вода только в жидком состоянии.…
В герметичном сосуде находится лёд массой М= 10 кг при температуре t= -50°C .В сосуд впускают стоградусный пар, в результате чего в нём оказывается вода только в жидком состоянии. Найди минимальную массу пара m, необходимого для этого.Удельная теплота плавления льда =340 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды L=2,3 МДж/кг, удельная теплоемкость воды с1=4,2 кДж/(кг • °С), удельная теплоемкость льда с2 = 2,1 кДж/(кг • °С)
Для решения данной задачи нам нужно использовать законы сохранения энергии и теплоты.
Сначала вычислим количество теплоты, необходимое для плавления льда массой 10 кг при температуре -50°C. Это можно выразить следующим образом:
Q1 = M * L
где Q1 - количество теплоты, M - масса льда, L - удельная теплота плавления льда. Подставив данные, получаем:
Q1 = 10 кг * 340 кДж/кг = 3400 кДж
Затем найдем количество теплоты, необходимое для превращения получившейся воды в пар. Выражение для этого:
Q2 = M * L + M * c1 * (0 - (-50)) + m * L
где Q2 - общее количество теплоты, M - масса воды, c1 - удельная теплоемкость воды, m - масса пара, L - удельная теплота парообразования воды.
Подставляя известные значения, уравнение примет вид:
Q2 = 10 кг * 340 кДж/кг + 10 кг * 4,2 кДж/(кг • °С) * 50 + m * 2,3 МДж/кг
Q2 = 3400 кДж + 2100 кДж + m * 2,3 МДж
Теперь мы имеем два уравнения:
- Q1 = 3400 кДж
- Q2 = 3400 кДж + 2100 кДж + m * 2,3 МДж
Из этих уравнений можно найти минимальную массу пара m, необходимую для превращения льда в воду лишь в жидком состоянии. Вычисляем и подставляем значения для m.
